(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁板（１１）を放熱板（１）上に配置し、
アノード端子バー（１２）を絶縁板（１１）上に配置し、
概略四角形の導電性アノードサブスペーサ（１８１）と、導電性アノードサブスペーサ（１８１）を包囲する絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）とを、アノード端子バー（１２）上に配置し、
下面にアノード電極（１１３ａ）を有し、上面の中心部分にゲート電極（１１３ｂ）を有し、ゲート電極（１１３ｂ）の周りにカソード電極（１１３ｃ）を有し、アノードサブスペーサ（１８１）よりも大きい概略四角形のサイリスタチップ（１１３）を設け、
サイリスタチップ（１１３）を導電性アノードサブスペーサ（１８１）および絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の上に配置し、
ゲート電極（１１３ｂ）に対向する位置に円形の穴（１８３ａ）を有し、サイリスタチップ（１１３）よりも小さい概略四角形の導電性カソードサブスペーサ（１８３）を設け、
導電性カソードサブスペーサ（１８３）と、導電性カソードサブスペーサ（１８３）を包囲する絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）とを、サイリスタチップ（１１３）のカソード電極（１１３ｃ）および絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の上に配置し、
ゲート電極（１１３ｂ）に対向する位置に円形の穴（１４ａ）を有する環状の導電性カソードスペーサ（１４）を、導電性カソードサブスペーサ（１８３）および絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）の上に配置し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）をゲート電極（１１３ｂ）上に配置し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）と概略相補形状の円形の穴（３１６ｄ）と、環状の導電性カソードスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合する外周面（３１６ｃ）とを有する環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）を設け、
環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）を環状の導電性カソードスペーサ（１４）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）との間に配置し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端を水平方向に延ばすと共に、その水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）を絶縁被覆し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の先端側部分（１５ｂ１）を、導電性カソードスペーサ（１４）の上面に形成された収容溝（１４ｂ）内に収容し、
環状の導電性カソードスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合する外周面（３１７ｃ）を有する円形の絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）を、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）および環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上に配置し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端および水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）を、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の下面（３１７ｂ）に形成された収容溝（３１７ｄ）内に収容し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）を、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）の天井面（３１７ｄ１）とによって狭持し、
カソード端子バー（１８）を環状の導電性カソードスペーサ（１４）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の上に配置し、
それらを圧接手段（１９）によって上下方向に圧接したことを特徴とする圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項２】
概略四角形の導電性アノードサブスペーサ（１８１）の外周面と嵌合する穴（１８２ａ）と、係合突起（１８２ｂ）とを絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）に設け、
概略四角形の導電性カソードサブスペーサ（１８３）の外周面と嵌合する穴（１８４ａ）と、概略四角形のサイリスタチップ（１１３）の外周面と嵌合する突起（１８４ｂ）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の係合突起（１８２ｂ）と係合する係合穴（１８４ｃ）とを絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）に設け、
導電性アノードサブスペーサ（１８１）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）と、サイリスタチップ（１１３）と、導電性カソードサブスペーサ（１８３）と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）とを組み立てた状態でアノード端子バー（１２）上に載置したことを特徴とする請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項３】
絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）に形成された係合突起（３１６ｅ）または係合穴が圧入される係合穴（３１７ｅ）または係合突起を絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の下面（３１７ｂ）に形成し、
コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）と、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）と、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）とを組み立てた状態で、サイリスタチップ（１１３）のゲート電極（１１３ｂ）および環状の導電性カソードスペーサ（１４）の収容溝（１４ｂ）の上に載置したことを特徴とする請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項４】
アノード端子バー（１２）の外周面、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の外周面、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）の外周面、導電性カソードスペーサ（１４）の外周面、および、カソード端子バー（１８）の外周面と嵌合してそれらの芯出しを行うための嵌合部（５１ａ１，５１ａ２，５１ａ３，５１ａ４）を外囲ケース（５１）に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項５】
放熱板（１）に冷却水流路（１ａ）を形成し、水冷によって放熱板（１）を冷却したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項６】
サイリスタチップ（１１３）のアノード電極（１１３ａ）、ゲート電極（１１３ｂ）およびカソード電極（１１３ｃ）を約７〜９μｍの厚さでアルミニウム蒸着したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項７】
加圧板（１９ａ）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項８】
概略球状の凸部（１９ａ１ａ）を有する第１加圧板（１９ａ１）と、凸部（１９ａ１ａ）と嵌合する概略円錐状の穴（１９ａ２ａ）を有する第２加圧板（１９ａ２）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【請求項９】
カソード端子バー（１８）に電極片（３１）を接合し、可撓性のカソード電極信号線（３２）の一端を電極片（３１）にファストンタブ（３３）を介して接続し、カソード電極信号線（３２）の他端を他の電極片（６２）に接続し、他の電極片（６２）を外囲ケース（５１）に担持させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アノード端子バーおよびカソード端子バーが例えばネジのような圧接手段によってサイリスタチップに対して圧接された圧接型大電力用サイリスタモジュールに関し、特には、半田を用いる必要なく、サイリスタチップのゲート電極とゲート電極信号線との電気接続の信頼性を向上させつつ、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の上下方向寸法を小型化することができる圧接型大電力用サイリスタモジュールに関する。
【０００２】
更に、本発明は、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端とカソード端子バーとが短絡してしまうおそれを回避し、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の組立性を向上させ、圧接型大電力用サイリスタモジュールの稼動中にサイリスタチップのゲート電極とコイルバネ型ゲート電極信号線との電気接続の信頼性が低下してしまうおそれを低減することができる圧接型大電力用サイリスタモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、アノード端子バーおよびカソード端子バーが例えばネジのような圧接手段によってサイリスタチップに対して圧接された圧接型大電力用サイリスタモジュールが知られている。この種の圧接型大電力用サイリスタモジュールの例としては、例えば特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものがある。
【０００４】
特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、放熱板（ベースプレート）上に絶縁板が配置され、カソード端子バーとしての機能を兼ね備えたアノード端子バーが、絶縁板上に配置されている。更に、下面にアノード電極を有し、上面の中心部分にゲート電極を有し、そのゲート電極の周りにカソード電極を有するサイリスタチップが、アノード端子バー上に配置されている。
【０００５】
また、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップのカソード電極上に環状の導電性カソードスペーサ（金属成形体）が配置され、サイリスタチップのゲート電極上にコイルバネ型ゲート電極信号線（コンタクトバネ）が配置されている。更に、環状の導電性カソードスペーサ（金属成形体）とコイルバネ型ゲート電極信号線（コンタクトバネ）とを絶縁するための筒状の絶縁性ゲートスペーサ（絶縁材料スリーブ）が、環状の導電性カソードスペーサ（金属成形体）とコイルバネ型ゲート電極信号線（コンタクトバネ）との間に配置されている。また、導電性カソードスペーサ（金属成形体）上にカソード端子バー（電気接続要素）が配置され、それらが圧接手段（押圧コンタクト装置）によって上下方向に圧接されている。
【０００６】
詳細には、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、ゲート電極信号線（コンタクトバネ）がコイルバネ型に構成されている。そのため、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、半田を用いる必要なく、サイリスタチップのゲート電極とゲート電極信号線（コンタクトバネ）との電気接続の信頼性を向上させることができる。
【０００７】
ところで、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端に接続されたプラグスリーブが、水平方向に延ばされるのではなく、上下方向に延ばされている。換言すれば、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端に接続されたプラグスリーブが、導電性カソードスペーサ（金属成形体）の上面よりも上側に引き出されている。詳細には、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端に接続されたプラグスリーブが、カソード端子バー（電気接続要素）の上面よりも上側に引き出されている。そのため、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載された圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の上下方向寸法が大型化してしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１４８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記問題点に鑑み、本発明は、半田を用いる必要なく、サイリスタチップのゲート電極とゲート電極信号線との電気接続の信頼性を向上させつつ、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の上下方向寸法を小型化することができる圧接型大電力用サイリスタモジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
更に、本発明は、コイルバネ型ゲート電極信号線の上端とカソード端子バーとが短絡してしまうおそれを回避し、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の組立性を向上させ、圧接型大電力用サイリスタモジュールの稼動中にサイリスタチップのゲート電極とコイルバネ型ゲート電極信号線との電気接続の信頼性が低下してしまうおそれを低減することができる圧接型大電力用サイリスタモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、絶縁板（１１）を放熱板（１）上に配置し、アノード端子バー（１２）を絶縁板（１１）上に配置し、概略四角形の導電性アノードサブスペーサ（１８１）と、導電性アノードサブスペーサ（１８１）を包囲する絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）とを、アノード端子バー（１２）上に配置し、下面にアノード電極（１１３ａ）を有し、上面の中心部分にゲート電極（１１３ｂ）を有し、ゲート電極（１１３ｂ）の周りにカソード電極（１１３ｃ）を有し、アノードサブスペーサ（１８１）よりも大きい概略四角形のサイリスタチップ（１１３）を設け、サイリスタチップ（１１３）を導電性アノードサブスペーサ（１８１）および絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の上に配置し、ゲート電極（１１３ｂ）に対向する位置に円形の穴（１８３ａ）を有し、サイリスタチップ（１１３）よりも小さい概略四角形の導電性カソードサブスペーサ（１８３）を設け、導電性カソードサブスペーサ（１８３）と、導電性カソードサブスペーサ（１８３）を包囲する絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）とを、サイリスタチップ（１１３）のカソード電極（１１３ｃ）および絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の上に配置し、ゲート電極（１１３ｂ）に対向する位置に円形の穴（１４ａ）を有する環状の導電性カソードスペーサ（１４）を、導電性カソードサブスペーサ（１８３）および絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）の上に配置し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）をゲート電極（１１３ｂ）上に配置し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）と概略相補形状の円形の穴（３１６ｄ）と、環状の導電性カソードスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合する外周面（３１６ｃ）とを有する環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）を設け、環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）を環状の導電性カソードスペーサ（１４）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）との間に配置し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端を水平方向に延ばすと共に、その水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）を絶縁被覆し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の先端側部分（１５ｂ１）を、導電性カソードスペーサ（１４）の上面に形成された収容溝（１４ｂ）内に収容し、環状の導電性カソードスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合する外周面（３１７ｃ）を有する円形の絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）を、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）および環状の絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上に配置し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端および水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）を、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の下面（３１７ｂ）に形成された収容溝（３１７ｄ）内に収容し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）を、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）の天井面（３１７ｄ１）とによって狭持し、カソード端子バー（１８）を環状の導電性カソードスペーサ（１４）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の上に配置し、それらを圧接手段（１９）によって上下方向に圧接したことを特徴とする圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、概略四角形の導電性アノードサブスペーサ（１８１）の外周面と嵌合する穴（１８２ａ）と、係合突起（１８２ｂ）とを絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）に設け、概略四角形の導電性カソードサブスペーサ（１８３）の外周面と嵌合する穴（１８４ａ）と、概略四角形のサイリスタチップ（１１３）の外周面と嵌合する突起（１８４ｂ）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の係合突起（１８２ｂ）と係合する係合穴（１８４ｃ）とを絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）に設け、導電性アノードサブスペーサ（１８１）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）と、サイリスタチップ（１１３）と、導電性カソードサブスペーサ（１８３）と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）とを組み立てた状態でアノード端子バー（１２）上に載置したことを特徴とする請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）に形成された係合突起（３１６ｅ）または係合穴が圧入される係合穴（３１７ｅ）または係合突起を絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の下面（３１７ｂ）に形成し、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）と、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）と、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）とを組み立てた状態で、サイリスタチップ（１１３）のゲート電極（１１３ｂ）および環状の導電性カソードスペーサ（１４）の収容溝（１４ｂ）の上に載置したことを特徴とする請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、アノード端子バー（１２）の外周面、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の外周面、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）の外周面、導電性カソードスペーサ（１４）の外周面、および、カソード端子バー（１８）の外周面と嵌合してそれらの芯出しを行うための嵌合部（５１ａ１，５１ａ２，５１ａ３，５１ａ４）を外囲ケース（５１）に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、放熱板（１）に冷却水流路（１ａ）を形成し、水冷によって放熱板（１）を冷却したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、サイリスタチップ（１１３）のアノード電極（１１３ａ）、ゲート電極（１１３ｂ）およびカソード電極（１１３ｃ）を約７〜９μｍの厚さでアルミニウム蒸着したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、加圧板（１９ａ）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、概略球状の凸部（１９ａ１ａ）を有する第１加圧板（１９ａ１）と、凸部（１９ａ１ａ）と嵌合する概略円錐状の穴（１９ａ２ａ）を有する第２加圧板（１９ａ２）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）を構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【００１９】
請求項９に記載の発明によれば、カソード端子バー（１８）に電極片（３１）を接合し、可撓性のカソード電極信号線（３２）の一端を電極片（３１）にファストンタブ（３３）を介して接続し、カソード電極信号線（３２）の他端を他の電極片（６２）に接続し、他の電極片（６２）を外囲ケース（５１）に担持させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールが提供される。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）が設けられている。そのため、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、半田を用いる必要なく、サイリスタチップ（１１３）のゲート電極（１１３ｂ）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）との電気接続の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
また、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端が水平方向に延ばされ、その水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）が絶縁被覆され、その水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）を収容するための収容溝（３１７ｄ，１４ｂ）が、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）および環状の導電性カソードスペーサ（１４）に形成されている。
【００２２】
換言すれば、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端が、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたもののように導電性カソードスペーサの上面よりも上側に引き出されるのではなく、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）および環状の導電性カソードスペーサ（１４）の収容溝（１４ｂ）を介して環状の導電性カソードスペーサ（１４）の側方であって環状の導電性カソードスペーサ（１４）の上面よりも下側に引き出されている。そのため、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものよりも、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の上下方向寸法を小型化することができる。
【００２３】
更に、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）が、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）とカソード端子バー（１８）との間に配置されている。そのため、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）のコイル部分（１５ａ）の上端の絶縁被覆されていない部分とカソード端子バー（１８）とが短絡してしまうおそれを回避することができる。
【００２４】
また、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）が環状の絶縁性ゲートスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合可能に構成されている。そのため、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）が環状の絶縁性ゲートスペーサ（１４）の穴（１４ａ）と嵌合可能に構成されていない場合よりも、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）と環状の絶縁性ゲートスペーサ（１４）との組立性を向上させることができる。
【００２５】
更に、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）が、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）の天井面（３１７ｄ１）とによって狭持されている。換言すれば、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）とが組み立てられると、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）と絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）の天井面（３１７ｄ１）とによってコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）が狭持され、それにより、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）が絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）に対して固定される。
【００２６】
そのため、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、圧接型大電力用サイリスタモジュールの稼動中にコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）が移動するのに伴って、サイリスタチップ（１１３）のゲート電極（１１３ｂ）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）との電気接続の信頼性が低下してしまうおそれを低減することができる。
【００２７】
更に、請求項１に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）が絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）および絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）に対して固定されていない状態で組み立てられる場合よりも、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の組立性を向上させることができる。
【００２８】
請求項２に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、概略四角形の導電性アノードサブスペーサ（１８１）の外周面と嵌合する穴（１８２ａ）と、係合突起（１８２ｂ）とが、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）に設けられている。更に、概略四角形の導電性カソードサブスペーサ（１８３）の外周面と嵌合する穴（１８４ａ）と、概略四角形のサイリスタチップ（１１３）の外周面と嵌合する突起（１８４ｂ）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の係合突起（１８２ｂ）と係合する係合穴（１８４ｃ）とが、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）に設けられている。
【００２９】
そのため、請求項２に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、導電性アノードサブスペーサ（１８１）と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）と、サイリスタチップ（１１３）と、導電性カソードサブスペーサ（１８３）と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）とを組み立てた状態でアノード端子バー（１２）上に載置することができ、圧接型大電力用サイリスタモジュールの組立性を向上させることができる。
【００３０】
請求項３に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）の上面（３１６ａ）に形成された係合突起（３１６ｅ）または係合穴が圧入される係合穴（３１７ｅ）または係合突起が、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の下面（３１７ｂ）に形成されている。
【００３１】
そのため、請求項３に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、コイルバネ型ゲート電極信号線（１５）と、絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）と、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）とを組み立てた状態で、サイリスタチップ（１１３）のゲート電極（１１３ｂ）および環状の導電性カソードスペーサ（１４）の収容溝（１４ｂ）の上に載置することができる。
【００３２】
更に、請求項３に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）を絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）に対して水平方向に摺動させることにより絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）が絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）に対して係合せしめられる場合よりも、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）の収容溝（３１７ｄ）の天井面（３１７ｄ１）とコイルバネ型ゲート電極信号線（１５）の水平方向に延ばされた部分（１５ｂ）の根元側部分（１５ｂ２）との摺動抵抗を低減しつつ、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）を絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）に対して係合させることができ、それにより、絶縁性第２ゲートスペーサ（３１７）と絶縁性第１ゲートスペーサ（３１６）との組立性を向上させることができる。
【００３３】
請求項４に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、アノード端子バー（１２）の外周面、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）の外周面、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）の外周面、導電性カソードスペーサ（１４）の外周面、および、カソード端子バー（１８）の外周面と嵌合してそれらの芯出しを行うための嵌合部（５１ａ１，５１ａ２，５１ａ３，５１ａ４）が、外囲ケース（５１）に設けられている。
【００３４】
そのため、請求項４に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、アノード端子バー（１２）、絶縁性アノードサブスペーサホルダ（１８２）、絶縁性カソードサブスペーサホルダ（１８４）、導電性カソードスペーサ（１４）、および、カソード端子バー（１８）の芯出しを容易に行うことができる。
【００３５】
請求項５に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、冷却水流路（１ａ）が放熱板（１）に形成され、放熱板（１）が水冷によって冷却される。そのため、請求項５に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、放熱板（１）が空冷によって冷却される場合よりも、放熱板（１）の冷却効率を向上させることができる。
【００３６】
請求項６に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップ（１１３）のアノード電極（１１３ａ）、ゲート電極（１１３ｂ）およびカソード電極（１１３ｃ）が、約７〜９μｍの厚さでアルミニウム蒸着されている。そのため、請求項６に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、サイリスタチップ（１１３）のアノード電極（１１３ａ）、ゲート電極（１１３ｂ）およびカソード電極（１１３ｃ）が、約１μｍの厚さで金蒸着されている場合よりも、サイリスタチップ（１１３）のアノード電極（１１３ａ）、ゲート電極（１１３ｂ）およびカソード電極（１１３ｃ）の擦れに対する耐久性を向上させ、電気接続の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
請求項７に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、加圧板（１９ａ）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）が構成されている。
【００３８】
詳細には、請求項７に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものよりもネジ（１９ｂ）の本数を削減する代わりに、皿バネ（１９ｃ）によって圧接力が補われている。更に、ネジ（１９ｂ）と皿バネ（１９ｃ）とを嵌合させるのではなく、ネジ（１９ｂ）とは別個に設けられた絶縁性芯出し部材（１９ｄ）によって皿バネ（１９ｃ）の芯出しを行うことにより、サイリスタチップ（１１３）に均一に圧接力がかけられている。
【００３９】
そのため、請求項７に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものよりもネジ（１９ｂ）の本数を削減することにより、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の幅方向寸法および奥行き寸法を小型化しつつ、サイリスタチップ（１１３）に均一な圧接力をかけることができる。
【００４０】
請求項８に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、概略球状の凸部（１９ａ１ａ）を有する第１加圧板（１９ａ１）と、凸部（１９ａ１ａ）と嵌合する概略円錐状の穴（１９ａ２ａ）を有する第２加圧板（１９ａ２）と、２本のネジ（１９ｂ）と、皿バネ（１９ｃ）と、皿バネ（１９ｃ）を芯出しするために皿バネ（１９ｃ）の内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材（１９ｄ）とによって圧接手段（１９）が構成されている。
【００４１】
詳細には、請求項８に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものよりもネジ（１９ｂ）の本数を削減する代わりに、皿バネ（１９ｃ）によって圧接力が補われている。更に、ネジ（１９ｂ）と皿バネ（１９ｃ）とを嵌合させるのではなく、ネジ（１９ｂ）とは別個に設けられた絶縁性芯出し部材（１９ｄ）によって皿バネ（１９ｃ）の芯出しを行うことにより、サイリスタチップ（１１３）に均一に圧接力がかけられている。
【００４２】
そのため、請求項８に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、特開２００６−１１４８８３号公報の図３〜図５に記載されたものよりもネジ（１９ｂ）の本数を削減することにより、圧接型大電力用サイリスタモジュール全体の幅方向寸法および奥行き寸法を小型化しつつ、サイリスタチップ（１１３）に均一な圧接力をかけることができる。
【００４３】
更に、請求項８に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、第１加圧板（１９ａ１）の概略球状の凸部（１９ａ１ａ）と、第２加圧板（１９ａ２）の概略円錐状の穴（１９ａ２ａ）とが嵌合せしめられている。そのため、請求項８に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、例えば２本のネジ（１９ｂ）の締め付け量が異なるのに伴って、第１加圧板（１９ａ１）が第２加圧板（１９ａ２）に対して平行にならない場合であっても、第２加圧板（１９ａ２）に真っ直ぐ下向きの力を加えることができる。
【００４４】
請求項９に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、電極片（３１）がカソード端子バー（１８）に接合され、可撓性のカソード電極信号線（３２）の一端がファストンタブ（３３）を介して電極片（３１）に接続され、カソード電極信号線（３２）の他端が他の電極片（６２）に接続され、他の電極片（６２）が外囲ケース（５１）に担持せしめられている。
【００４５】
つまり、請求項９に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、カソード電極信号線（３２）の一端のファストンタブ（３３）を接続するための電極片（３１）が、カソード端子バー（１８）に設けられている。詳細には、請求項９に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、汎用品のファストンタブ（３３）を接続可能な電極片（３１）が、カソード端子バー（１８）に設けられている。
【００４６】
そのため、請求項９に記載の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、カソード電極信号線（３２）の一端のファストンタブ（３３）を接続するための電極片（３１）がカソード端子バー（１８）に設けられていない特開２００６−１１４８８３号公報の図５に記載されたものとは異なり、汎用品のファストンタブ（３３）を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の圧接型大電力用サイリスタモジュールの第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの分解斜視図である。
【００４８】
図１において、１は例えば銅製の放熱板を示しており、１ａは放熱板１に形成された冷却水流路を示している。１１，２１は放熱板１上に配置された絶縁板を示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、絶縁板１１，２１として同一の部品が用いられている。
【００４９】
また、図１において、１２はアノード端子バーとしての機能とカソード端子バーとしての機能とを兼ね備えたコモンバーを示しており、２２はアノード端子バーを示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、コモンバー１２が絶縁板１１，２１上に配置されている。
【００５０】
更に、図１において、１１３，１２３は概略四角形のサイリスタチップを示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップ１１３，１２３として同一の部品が用いられている。
【００５１】
図２はサイリスタチップ１１３，１２３の詳細図である。詳細には、図２（Ａ）はサイリスタチップ１１３，１２３の平面図、図２（Ｂ）はサイリスタチップ１１３，１２３の断面図、図２（Ｃ）はサイリスタチップ１１３，１２３の裏面図である。図２において、１１３ａ，１２３ａはサイリスタチップ１１３，１２３の一方の面に形成されたアノード電極を示している。１１３ｂ，１２３ｂはサイリスタチップ１１３，１２３の他方の面の中心部分に形成されたゲート電極を示している。１１３ｃ，１２３ｃはゲート電極１１３ｂ，１２３ｂの周りに形成されたカソード電極を示している。
【００５２】
また、図１において、１８１，１９１はサイリスタチップ１１３，１２３よりも小さい概略四角形の導電性アノードサブスペーサを示しており、１８２，１９２は導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１を包囲する絶縁性アノードサブスペーサホルダを示している。１８３，１９３はサイリスタチップ１１３，１２３よりも小さい概略四角形の導電性カソードサブスペーサを示している。１８４，１９４は導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３を包囲する絶縁性カソードサブスペーサホルダを示している。
【００５３】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１として同一の部品が用いられており、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２，１９２として同一の部品が用いられており、導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３として同一の部品が用いられており、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４，１９４として同一の部品が用いられている。
【００５４】
図３は導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の部品図である。詳細には、図３（Ａ）は導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の平面図、図３（Ｂ）は導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の断面図である。また、図４は導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の部品図である。詳細には、図４（Ａ）は導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の平面図、図４（Ｂ）は導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の断面図である。図４において、１８３ａ，１９３ａはサイリスタチップ１１３，１２３のゲート電極１１３ｂ，１２３ｂ（図２参照）に対向する位置に形成された円形の穴を示している。
【００５５】
図５はサイリスタチップ１１３，１２３と導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１と導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３との関係を示した図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図５に示すように、導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の側（図５の下側）に突出しているサイリスタチップ１１３，１２３の外縁部のガラス部分（図５中のベタ黒部分）と導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１とが干渉しないように、導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の幅寸法および奥行き寸法がサイリスタチップ１１３，１２３の幅寸法および奥行き寸法よりも小さくされている。また、導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の側（図５の上側）に突出しているサイリスタチップ１１３，１２３の外縁部のガラス部分（図５中のベタ黒部分）と導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３とが干渉しないように、導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の幅寸法および奥行き寸法がサイリスタチップ１１３，１２３の幅寸法および奥行き寸法よりも小さくされている。
【００５６】
図６は絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２（１９２）の部品図である。詳細には、図６（Ａ）は絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２（１９２）の平面図、図６（Ｂ）は絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２（１９２）の正面図、図６（Ｃ）は絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２（１９２）の底面図である。図６において、１８２ａは導電性アノードサブスペーサ１８１の外周面と嵌合するために導電性アノードサブスペーサ１８１と相補形状に形成された穴を示している。１８２ｂは絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４に対して絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２を位置決めするための係合突起を示している。１８２ｃは絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２のコーナー部を示しており、１８２ｃ１は絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２のコーナー部１８２ｃに形成された壁部を示している。１８２ｄは絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の円弧状部を示している。
【００５７】
図７は絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４（１９４）の部品図である。詳細には、図７（Ａ）は絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４（１９４）の平面図、図７（Ｂ）は絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４（１９４）の正面図、図７（Ｃ）は絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４（１９４）の底面図である。図７において、１８４ａは導電性カソードサブスペーサ１８３の外周面と嵌合するために導電性カソードサブスペーサ１８３と相補形状に形成された穴を示している。１８４ｂは概略四角形のサイリスタチップ１１３の外周面と嵌合するための位置決め用突起を示している。１８４ｃは絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の係合突起１８２ｂと係合するための係合穴を示している。１８４ｄは絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２のコーナー部１８２ｃの壁部１８２ｃ１と嵌合せしめられる絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４のコーナー部を示している。１８４ｅは絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の円弧状部を示している。
【００５８】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図３および図６に示すように、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の穴１８２ａに対して導電性アノードサブスペーサ１８１の外周面を嵌合させることにより、導電性アノードサブスペーサ１８１が絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２に対して水平方向に位置決めされる。
【００５９】
また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図４および図７に示すように、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の穴１８４ａに対して導電性カソードサブスペーサ１８３の外周面を嵌合させることにより、導電性カソードサブスペーサ１８３が絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４に対して水平方向に位置決めされる。
【００６０】
更に、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図２および図７に示すように、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の突起１８４ｂに対してサイリスタチップ１１３の外周面を嵌合させることにより、サイリスタチップ１１３が絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４に対して水平方向に位置決めされる。
【００６１】
また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図６および図７に示すように、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の係合突起１８２ｂと絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の係合穴１８４ｃとを嵌合させることにより、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４が絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２に対して水平方向に位置決めされる。
【００６２】
つまり、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、導電性アノードサブスペーサ１８１と、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２と、サイリスタチップ１１３と、導電性カソードサブスペーサ１８３と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４とが、水平方向に相互に位置決めされ、組み立てられた状態でコモンバー１２上に載置される。
【００６３】
その結果、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図２および図５に示すように、導電性アノードサブスペーサ１８１と絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２とがコモンバー１２上に配置され、サイリスタチップ１１３が導電性アノードサブスペーサ１８１および絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の上に配置されている。また、導電性カソードサブスペーサ１８３と絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４とがサイリスタチップ１１３のカソード電極１１３ｃおよび絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の上に配置されている。その結果、サイリスタチップ１１３のアノード電極１１３ａが、導電性アノードサブスペーサ１８１を介してコモンバー１２に電気的に接続されている。
【００６４】
また、図１において、１４，２４は環状の導電性カソードスペーサを示しており、１８はカソード端子バーを示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、導電性カソードスペーサ１４，２４として同一の部品が用いられている。
【００６５】
図８は導電性カソードスペーサ１４（２４）の部品図である。詳細には、図８（Ａ）は導電性カソードスペーサ１４（２４）の平面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。１４ａはサイリスタチップ１１３のゲート電極１１３ｂ（図２参照）および導電性カソードサブスペーサ１８３の穴１８３ａ（図４参照）に対向する位置に形成された円形の穴を示している。１４ｂは導電性カソードスペーサ１４の穴１４ａから外周面まで延びるように、導電性カソードスペーサ１４の上面（図８（Ｂ）の上側の面）に形成された収容溝を示している。
【００６６】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図８に示すように、導電性カソードスペーサ１４の表面のうち、収容溝１４ａが形成されていない面（図１および図８（Ｂ）の下側の面）が導電性カソードサブスペーサ１８３と対向するように、導電性カソードスペーサ１４が導電性カソードサブスペーサ１８３および絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の上に載置される。
【００６７】
更に、図１において、３１６，３１７，３２６，３２７は絶縁性ゲートスペーサを示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、絶縁性ゲートスペーサ３１６，３２６として同一の部品が用いられており、絶縁性ゲートスペーサ３１７，３２７として同一の部品が用いられている。
【００６８】
図９は絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）等の詳細図である。詳細には、図９（Ａ）は絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）の斜視図、図９（Ｂ）は絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）の断面図、図９（Ｃ）はコイルバネ型ゲート電極信号線１５を示した図である。
【００６９】
図９において、３１６ａは絶縁性ゲートスペーサ３１６の上面を示しており、３１６ｂは絶縁性ゲートスペーサ３１６の下面を示しており、３１６ｃは絶縁性ゲートスペーサ３１６の外周面を示している。３１６ｄはコイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａと概略相補形状の円形の穴を示しており、３１６ｅは絶縁性ゲートスペーサ３１６の上面３１６ａに形成された係合突起を示している。３１７ａは絶縁性ゲートスペーサ３１７の上面を示しており、３１７ｂは絶縁性ゲートスペーサ３１７の下面を示しており、３１７ｃは絶縁性ゲートスペーサ３１７の外周面を示している。３１７ｄは絶縁性ゲートスペーサ３１７の下面３１７ｂに形成された収容溝を示しており、３１７ｄ１は収容溝３１７ｄの天井面を示している。３１７ｅは絶縁性ゲートスペーサ３１６の係合突起３１６ｅと係合するために絶縁性ゲートスペーサ３１７の下面３１７ｂに形成された係合穴を示している。１５ｂはコイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａの上端から水平方向に延ばされた部分を示しており、１５ｂ１は水平方向に延ばされた部分１５ｂの先端側部分を示しており、１５ｂ２は水平方向に延ばされた部分１５ｂの根元側部分を示している。
【００７０】
図１０は絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）とコイルバネ型ゲート電極信号線１５との組立体を示した図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図９および図１０に示すように、コイルバネ型ゲート電極信号線１５の水平方向に延ばされた部分１５ｂが絶縁チューブによって被覆されている。更に、コイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａが絶縁性ゲートスペーサ３１６の穴３１６ｄに挿入され、次いで、コイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａの上端および水平方向に延ばされた部分１５ｂの根元側部分１５ｂ２が絶縁性ゲートスペーサ３１７の収容溝３１７ｄ内に収容されるように、絶縁性ゲートスペーサ３１６の係合突起３１６ｅが絶縁性ゲートスペーサ３１７の係合穴３１７ｅに圧入される。
【００７１】
詳細には、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図９および図１０に示すように、絶縁性ゲートスペーサ３１６の係合突起３１６ｅが絶縁性ゲートスペーサ３１７の係合穴３１７ｅに圧入されると、コイルバネ型ゲート電極信号線１５の水平方向に延ばされた部分１５ｂの根元側部分１５ｂ２が、絶縁性ゲートスペーサ３１６の上面３１６ａと絶縁性ゲートスペーサ３１７の収容溝３１７ｄの天井面３１７ｄ１とによって狭持され、押し潰される。
【００７２】
また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図８および図１０に示すように、絶縁性ゲートスペーサ３１６の外周面３１６ｃおよび絶縁性ゲートスペーサ３１７の外周面３１７ｃが環状の導電性カソードスペーサ１４の穴１４ａと嵌合せしめられ、コイルバネ型ゲート電極信号線１５の水平方向に延ばされた部分１５ｂの先端側部分１５ｂ１が導電性カソードスペーサ１４の収容溝１４ｂ内に収容されるように、絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７とコイルバネ型ゲート電極信号線１５との組立体が導電性カソードスペーサ１４上に載置される。更に、カソード端子バー１８が導電性カソードスペーサ１４および絶縁性ゲートスペーサ３１７の上に載置される。
【００７３】
図１１はカソード端子バー１８が導電性カソードスペーサ１４および絶縁性ゲートスペーサ３１７の上に載置された状態を示した図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図２および図１１に示すように、コイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａがサイリスタチップ１１３のゲート電極１１３ｂ上に配置されている。その結果、コイルバネ型ゲート電極信号線１５とサイリスタチップ１１３のゲート電極１１３ｂとが電気的に接続されている。また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図２および図１１に示すように、カソード端子バー１８とサイリスタチップ１１３のカソード電極１１３ｃとが、導電性カソードサブスペーサ１８３および導電性カソードスペーサ１４を介して電気的に接続されている。
【００７４】
更に、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１、図２および図１１に示すように、コイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａと導電性カソードスペーサ１４（２４）との間に絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）が配置されている。また、コイルバネ型ゲート電極信号線１５のコイル部分１５ａとカソード端子バー１８（コモンバー１２）との間に絶縁性ゲートスペーサ３１７（３２７）が配置されている。更に、導電性カソードスペーサ１４の収容溝１４ｂ内に収容されているコイルバネ型ゲート電極信号線１５の水平方向に延ばされた部分１５ｂが絶縁チューブによって被覆されている。その結果、コイルバネ型ゲート電極信号線１５と導電性カソードスペーサ１４（２４）およびカソード端子バー１８（コモンバー１２）とが絶縁されている。
【００７５】
図１２は導電性カソードサブスペーサ１８３、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４等を芯出しする方法を示した図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１２に示すように、導電性カソードサブスペーサ１８３、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４等を芯出しするための嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄが外囲ケース５１に設けられている。更に、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４等の周方向の位置決めを行うための切り欠き部５１ｅ，５１ｆが嵌合部５１ａと嵌合部５１ｂとの間および嵌合部５１ｃと嵌合部５１ｄとの間に設けられている。
【００７６】
詳細には、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１２に示すように、コモンバー１２が絶縁板１１上に載置されると、コモンバー１２の円弧状部の外周面が嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられる。また、導電性アノードサブスペーサ１８１と絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２とサイリスタチップ１１３と導電性カソードサブスペーサ１８３と絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４との組立体がコモンバー１２上に載置されると、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２の円弧状部１８２ｄの外周面と、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４の円弧状部１８４ｅの外周面とが、嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられ、その組立体の芯出しが行われる。また、絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２のコーナー部１８２ｃと、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４のコーナー部１８４ｄとが、切り欠き部５１ｅ，５１ｆと嵌合せしめられ、その組立体の周方向の位置決めが行われる。
【００７７】
更に、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１２に示すように、導電性カソードスペーサ１４が導電性カソードサブスペーサ１８３上に載置されると、導電性カソードスペーサ１４の外周面が嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられ、導電性カソードスペーサ１４の芯出しが行われる。また、カソード端子バー１８が導電性カソードスペーサ１４上に載置されると、カソード端子バー１８の円弧状部の外周面が嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられ、カソード端子バー１８の芯出しが行われる。
【００７８】
更に、図１において、５２は蓋体を示しており、３１は例えば潰し加工、ビーム溶接等によってカソード端子バー１８に接合された電極片を示しており、６２は外囲ケース５１に担持せしめられている電極片を示している。
【００７９】
図１３は電極片３１と電極片６２とを電気接続する手段を示した図である。詳細には、図１３（Ａ）は電極片３１と電極片６２とを電気接続する手段を概略的に示した図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の一部の拡大図である。図１３において、３２は絶縁チューブによって被覆された可撓性のカソード電極信号線を示している。３３はカソード電極信号線３２と電極片３１（図１参照）とを電気接続するためのファストンタブを示している。
【００８０】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１３に示すように、例えば半田によってカソード電極信号線３２と電極片６２とが接合されている。また、例えばかしめによってカソード電極信号線３２とファストンタブ３３とが接合され、かしめられた部分が、例えば熱収縮タイプの絶縁チューブによって被覆されている。更に、ファストンタブ３３を電極片３１（図１参照）と嵌合させることにより、ファストンタブ３３と電極片３１とが電気接続されている。
【００８１】
また、図１において、１９は放熱板１と絶縁板１１とコモンバー１２と導電性アノードサブスペーサ１８１とサイリスタチップ１１３と導電性カソードサブスペーサ１８３と導電性カソードスペーサ１４とカソード端子バー１８とを上下方向に圧接するための圧接手段を示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、加圧板１９ａと、２本のネジ１９ｂと、２個の皿バネ１９ｃと、皿バネ１９ｃを芯出しするために皿バネ１９ｃの内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材１９ｄとによって、圧接手段１９が構成されている。
【００８２】
詳細には、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１２に示すように、絶縁性芯出し部材１９ｄがカソード端子バー１８上に載置されると、絶縁性芯出し部材１９ｄの外周面が嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられ、絶縁性芯出し部材１９ｄの芯出しが行われる。また、加圧板１９ａが皿バネ１９ｃ上に載置されると、加圧板１９ａの円弧状部の外周面が嵌合部５１ｂ，５１ｄと嵌合せしめられ、加圧板１９ａの芯出しが行われる。
【００８３】
また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図２に示すように、サイリスタチップ１１３，１２３のアノード電極１１３ａ，１２３ａ、ゲート電極１１３ｂ，１２３ｂおよびカソード電極１１３ｃ，１２３ｃが約７〜９μｍの厚さでアルミニウム蒸着されている。
【００８４】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図９に示すように、絶縁性ゲートスペーサ３１６に係合突起３１６ｅが形成され、絶縁性ゲートスペーサ３１７に係合穴３１７ｅが形成されているが、第２の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、代わりに、絶縁性ゲートスペーサ３１６に係合穴を形成し、絶縁性ゲートスペーサ３１７に係合突起を形成することも可能である。
【００８５】
また、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１０に示すように、導電性カソードサブスペーサ１８３上に載置されている導電性カソードスペーサ１４の上に、コイルバネ型ゲート電極信号線１５と絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７との組立体（図１０参照）が載置されるが、第３の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、代わりに、コイルバネ型ゲート電極信号線１５と絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７との組立体（図１０参照）を導電性カソードスペーサ１４上に予め載置し、それらを導電性カソードサブスペーサ１８３上に載置することも可能である。
【００８６】
更に、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１０に示すように、コイルバネ型ゲート電極信号線１５と絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７との組立体（図１０参照）と同様に構成されたコイルバネ型ゲート電極信号線１５と絶縁性ゲートスペーサ３２６，３２７との組立体が、導電性カソードスペーサ２４の下側（図１の下側）から嵌合せしめられ、それらがコモンバー１２上に載置される。また、導電性カソードサブスペーサ１９３と絶縁性カソードサブスペーサホルダ１９４とサイリスタチップ１２３と導電性アノードサブスペーサ１９１と絶縁性アノードサブスペーサホルダ１９２との組立体が導電性カソードスペーサ２４上に載置される。また、アノード端子バー２２が導電性アノードサブスペーサ１９１および絶縁性アノードサブスペーサホルダ１９２上に載置される。
【００８７】
図１において、２９は放熱板１と絶縁板２１とコモンバー１２と導電性カソードスペーサ２４と導電性カソードサブスペーサ１９３とサイリスタチップ１２３と導電性アノードサブスペーサ１９１とアノード端子バー２２とを上下方向に圧接するための圧接手段を示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、加圧板２９ａと、２本のネジ２９ｂと、２個の皿バネ２９ｃと、皿バネ２９ｃを芯出しするために皿バネ２９ｃの内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材２９ｄとによって、圧接手段２９が構成されている。更に、第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、加圧板１９ａ，２９ａとして同一の部品が用いられ、ネジ１９ｂ，２９ｂとして同一の部品が用いられ、皿バネ１９ｃ，２９ｃとして同一の部品が用いられ、絶縁性芯出し部材１９ｄ，２９ｄとして同一の部品が用いられている。
【００８８】
また、図１において、３４は外囲ケース５１に担持せしめられている電極片を示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップ１１３のゲート電極１１３ｂ（図２参照）に電気接続されているコイルバネ型ゲート電極信号線１５の上端の水平方向に延ばされた部分１５ｂの端部（図９（Ｃ）の左端）が、可撓性のゲート電極信号線（図示せず）を介して電極片３４に電気接続されている。
【００８９】
更に、図１において、４１は例えば潰し加工、ビーム溶接等によってコモンバー１２に接合された電極片を示しており、４４は外囲ケース５１に担持せしめられている電極片を示している。
【００９０】
図１４は電極片４１と電極片４４とを電気接続する手段を示した図である。詳細には、図１４（Ａ）は電極片４１と電極片４４とを電気接続する手段を概略的に示した図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の一部の拡大図である。図１４において、４２は絶縁チューブによって被覆された可撓性のカソード電極信号線を示している。４３はカソード電極信号線４２と電極片４１（図１参照）とを電気接続するためのファストンタブを示している。
【００９１】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１４に示すように、例えば半田によってカソード電極信号線４２と電極片４４とが接合されている。また、例えばかしめによってカソード電極信号線４２とファストンタブ４３とが接合され、かしめられた部分が、例えば熱収縮タイプの絶縁チューブによって被覆されている。更に、ファストンタブ４３を電極片４１（図１参照）と嵌合させることにより、ファストンタブ４３と電極片４１とが電気接続されている。
【００９２】
また、図１において、７２は外囲ケース５１に担持せしめられている電極片を示している。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップ１２３のゲート電極１２３ｂ（図２参照）に電気接続されているコイルバネ型ゲート電極信号線１５の水平方向に延ばされた部分１５ｂの端部（図９（Ｃ）の左端）が、可撓性のゲート電極信号線（図示せず）を介して電極片７２に電気接続されている。
【００９３】
図１５は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの外観図である。詳細には、図１５（Ａ）は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの平面図、図１５（Ｂ）は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの正面図、図１５（Ｃ）は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの右側面図である。
【００９４】
図１６は放熱板１の水平断面図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１および図１６に示すように、放熱板１に冷却水流路１ａが形成され、水冷によって放熱板１が冷却される。詳細には、サイリスタチップ１１３，１２３の真下の位置に冷却水流路１ａが形成されている。第４の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、代わりに、冷却水流路１ａを省略することも可能である。
【００９５】
図１７は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの等価回路図である。図１７中の「Ｋ１／Ａ２」が図１中のコモンバー１２に相当し、図１７中の「Ｋ２」が図１中のカソード端子バー１８に相当し、図１７中の「Ｇ２」が図１中の電極片３４に相当し、図１７中の「Ｋ２」が図１中の電極片６２に相当している。また、図１７中の「Ａ１」が図１中のアノード端子バー２２に相当し、図１７中の「Ｇ１」が図１中の電極片７２に相当し、図１７中の「Ｋ１」が図１中の電極片４４に相当している。
【００９６】
第５の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、サイリスタチップ１２３の代わりにダイオードチップを用い、コイルバネ型ゲート電極信号線１５と絶縁性ゲートスペーサ３２６，３２７との組立体を省略することも可能である。
【００９７】
第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、２本のネジ１９ｂが圧接手段１９に設けられ、２本のネジ２９ｂが圧接手段２９に設けられているが、第６の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、代わりに、３本以上のネジ１９ｂを圧接手段１９に設け、３本以上のネジ２９ｂを圧接手段２９に設けることも可能である。
【００９８】
図１８は第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの圧接手段１９の分解斜視図である。第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１に示すように、加圧板１９ａと、２本のネジ１９ｂと、２個の皿バネ１９ｃと、皿バネ１９ｃを芯出しするために皿バネ１９ｃの内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材１９ｄとによって、圧接手段１９が構成されているが、第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１８に示すように、概略球状の凸部１９ａ１ａを有する第１加圧板１９ａ１と、凸部１９ａ１ａと嵌合する概略円錐状の穴１９ａ２ａを有する第２加圧板１９ａ２と、２本のネジ１９ｂと、皿バネ１９ｃと、皿バネ１９ｃを芯出しするために皿バネ１９ｃの内縁と嵌合する絶縁性芯出し部材１９ｄとによって圧接手段１９が構成されている。
【００９９】
つまり、第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１８に示すように、第１加圧板１９ａ１の概略球状の凸部１９ａ１ａと、第２加圧板１９ａ２の概略円錐状の穴１９ａ２ａとが嵌合せしめられている。そのため、第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールによれば、例えば２本のネジ１９ｂの締め付け量が異なるのに伴って、第１加圧板１９ａ１が第２加圧板１９ａ２に対して平行にならない場合であっても、第２加圧板１９ａ２に真っ直ぐ下向きの力を加えることができる。
【０１００】
詳細には、第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールでは、図１２および図１８に示すように、絶縁性芯出し部材１９ｄがカソード端子バー１８（図１参照）上に載置されると、絶縁性芯出し部材１９ｄの外周面が嵌合部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと嵌合せしめられ、絶縁性芯出し部材１９ｄの芯出しが行われる。また、第２加圧板１９ａ２が皿バネ１９ｃ上に載置されると、第２加圧板１９ａ２の円弧状部の外周面が嵌合部５１ｂ，５１ｄと嵌合せしめられ、第２加圧板１９ａ２の芯出しが行われる。更に、第１加圧板１９ａ１が第２加圧板１９ａ２上に載置されると、第１加圧板１９ａ１の概略球状の凸部１９ａ１ａと第２加圧板１９ａ２の概略円錐状の穴１９ａ２ａとが嵌合せしめられ、第１加圧板１９ａ１の芯出しが行われる。
【０１０１】
第８の実施形態では、第１から第７の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の圧接型大電力用サイリスタモジュールは、大電流の通電・遮断が繰り返される例えば溶接機のような装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】は第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの分解斜視図である。
【図２】サイリスタチップ１１３，１２３の詳細図である。
【図３】導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１の部品図である。
【図４】導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３の部品図である。
【図５】サイリスタチップ１１３，１２３と導電性アノードサブスペーサ１８１，１９１と導電性カソードサブスペーサ１８３，１９３との関係を示した図である。
【図６】絶縁性アノードサブスペーサホルダ１８２（１９２）の部品図である。
【図７】絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４（１９４）の部品図である。
【図８】導電性カソードスペーサ１４（２４）の部品図である。
【図９】絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）等の詳細図である。
【図１０】絶縁性ゲートスペーサ３１６，３１７（３２６，３２７）とコイルバネ型ゲート電極信号線１５との組立体を示した図である。
【図１１】カソード端子バー１８が導電性カソードスペーサ１４および絶縁性ゲートスペーサ３１７の上に載置された状態を示した図である。
【図１２】導電性カソードサブスペーサ１８３、絶縁性カソードサブスペーサホルダ１８４等を芯出しする方法を示した図である。
【図１３】電極片３１と電極片３４とを電気接続する手段を示した図である。
【図１４】電極片４１と電極片４４とを電気接続する手段を示した図である。
【図１５】第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの外観図である。
【図１６】放熱板１の水平断面図である。
【図１７】第１の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの等価回路図である。
【図１８】第７の実施形態の圧接型大電力用サイリスタモジュールの圧接手段１９の分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１                                  放熱板
１１，２１                          絶縁板
１２                                コモンバー
１４，２４                          導電性カソードスペーサ
１４ａ                              穴
１４ｂ                              収容溝
１５                                コイルバネ型ゲート電極信号線
１５ａ                              コイル部分
１５ｂ                              水平に延ばされた部分
１５ｂ１                            先端側部分
１５ｂ２                            根元側部分
１８                                カソード端子バー
１９，２９                          圧接手段
１９ａ，２９ａ                      加圧板
１９ｂ，２９ｂ                      ネジ
１９ｃ，２９ｃ                      皿バネ
１９ｄ，２９ｄ                      絶縁性芯出し部材
２２                                アノード端子バー
３１，３４，４１，４４，６２，７２  電極片
５１                                外囲ケース
５２                                蓋体
１１３，１２３                      サイリスタチップ
１１３ａ，１２３ａ                  アノード電極
１１３ｂ，１２３ｂ                  ゲート電極
１１３ｃ，１２３ｃ                  カソード電極
１８１，１９１                      アノードサブスペーサ
１８２，１９２                      アノードサブスペーサホルダ
１８３，１９３                      カソードサブスペーサ
１８３ａ                            穴
１８４，１９４                      カソードサブスペーサホルダ
３１６，３２６                      ゲートスペーサ
３１６ｃ                            外周面
３１６ｄ                            穴
３１７，３２７                      ゲートスペーサ
３１７ｂ                            下面
３１７ｃ                            外周面
３１７ｄ                            収容溝
３１７ｄ１                          天井面
【図１】
0005209980.tif 000002
【図２】
0005209980.tif 000003
【図３】
0005209980.tif 000004
【図４】
0005209980.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005209980.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005209980.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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